تبريد الألواح الشمسية
الاثنين / 8 / ذو القعدة / 1441 هـ - 21:45 - الاثنين 29 يونيو 2020 21:45
الجميع على علم بقدرة الطاقة الشمسية في المملكة العربية السعودية، فقد منّ الله علينا بهذه النعمة الموزعة بشكل واسع على أرض هذا الوطن الغالي.
لكن تكمن المشكلة في درجة الحرارة، حيث إن عمل الألواح الشمسية على علاقة طردية مع الكفاءة. ذلك يعني أن إنتاج الألواح الشمسية للطاقة يقل كلما ازدادت درجة حرارتها.
هنالك طرق عدة لتبريد الألواح الشمسية، وهذا تلخيص تلك الطرق القابلة للتطبيق بتجهيزات وتوليفات بسيطة كالتالي:
1. التبريد باستخدام الهواء: إما أن يكون الهواء مسلطا بشكل طبيعي على الألواح أو يكون هنالك استخدام للمراوح.
طبعا الخيار الأرخص هو الهواء الطبيعي، حيث إنه لا يحتاج لأي تجهيزات أو استهلاك كهربائي إضافي للعمل.
2. التبريد بواسطة الماء: بنفس طريقة التبريد بالهواء، الماء يحمل قدرة كبيرة على نقل الحرارة بين المواد. هنالك طرق عدة للتبريد باستخدام الماء، إما بصبه على السطح الأعلى أو تبريد ظهر الألواح الشمسية.
تكمن المشكلة في تبريد السطح في أن الماء سيكون طبقة قد تمنع أو تشتت الضوء على سطح الألواح الشمسية، مما قد يخفض كمية الطاقة الناتجة منها. من جهة أخرى فإن تبريد ظهر الألواح يحتاج إلى تجهيز أكثر تعقيدا.
3. التبريد بمبردات ملصقة (PCM): هنالك بعض المواد التي يمكن تصنيعها بطريقة تساعد على سحب الحرارة من الألواح، ومن ثم تعريضها للهواء ليتم التبريد.
مع مراجعة الأبحاث في هذا الخصوص أثبت أن طرق تسليط الهواء أو الماء بشكل مباشر باستخدام المراوح والمضخات تقلل درجة حرارة الألواح بكفاءة أعلى (على اعتبار أن تكلفة هذا النظام ليست ضمن حساب نظام الطاقة الشمسية بشكل مجمل)، بينما التبريد بواسطة PCM قد يكون ذا كفاءة جيدة وحلا اقتصاديا مقبولا.
هذه الطرق في التبريد محل اهتمام المستثمرين في محطات الطاقة الشمسية الكبيرة، حيث إن أي زيادة بسيطة في الكفاءة ستكون ذات تأثير ملحوظ في إنتاجية المحطة.
أرسل أحد متابعي في تويتر تجربته لتصوير حراري للألواح الشمسية (لقياس درجة الحرارة) أثناء صب الماء عليها، الطريقة تحتاج إلى التحسين حتى تكون موثوقة أكثر، ولكن أعجبني حماس ذلك الشاب بعمل التجربة فوق سطح - قد يكون منزله - وبأدوات بسيطة جدا. لخصت تجربته مدى كفاءة تبريد الألواح الشمسية بصب الماء عليها، وهذا ما يتفق مع الأبحاث العلمية المنشورة.
HUSSAINBASSI@
لكن تكمن المشكلة في درجة الحرارة، حيث إن عمل الألواح الشمسية على علاقة طردية مع الكفاءة. ذلك يعني أن إنتاج الألواح الشمسية للطاقة يقل كلما ازدادت درجة حرارتها.
هنالك طرق عدة لتبريد الألواح الشمسية، وهذا تلخيص تلك الطرق القابلة للتطبيق بتجهيزات وتوليفات بسيطة كالتالي:
1. التبريد باستخدام الهواء: إما أن يكون الهواء مسلطا بشكل طبيعي على الألواح أو يكون هنالك استخدام للمراوح.
طبعا الخيار الأرخص هو الهواء الطبيعي، حيث إنه لا يحتاج لأي تجهيزات أو استهلاك كهربائي إضافي للعمل.
2. التبريد بواسطة الماء: بنفس طريقة التبريد بالهواء، الماء يحمل قدرة كبيرة على نقل الحرارة بين المواد. هنالك طرق عدة للتبريد باستخدام الماء، إما بصبه على السطح الأعلى أو تبريد ظهر الألواح الشمسية.
تكمن المشكلة في تبريد السطح في أن الماء سيكون طبقة قد تمنع أو تشتت الضوء على سطح الألواح الشمسية، مما قد يخفض كمية الطاقة الناتجة منها. من جهة أخرى فإن تبريد ظهر الألواح يحتاج إلى تجهيز أكثر تعقيدا.
3. التبريد بمبردات ملصقة (PCM): هنالك بعض المواد التي يمكن تصنيعها بطريقة تساعد على سحب الحرارة من الألواح، ومن ثم تعريضها للهواء ليتم التبريد.
مع مراجعة الأبحاث في هذا الخصوص أثبت أن طرق تسليط الهواء أو الماء بشكل مباشر باستخدام المراوح والمضخات تقلل درجة حرارة الألواح بكفاءة أعلى (على اعتبار أن تكلفة هذا النظام ليست ضمن حساب نظام الطاقة الشمسية بشكل مجمل)، بينما التبريد بواسطة PCM قد يكون ذا كفاءة جيدة وحلا اقتصاديا مقبولا.
هذه الطرق في التبريد محل اهتمام المستثمرين في محطات الطاقة الشمسية الكبيرة، حيث إن أي زيادة بسيطة في الكفاءة ستكون ذات تأثير ملحوظ في إنتاجية المحطة.
أرسل أحد متابعي في تويتر تجربته لتصوير حراري للألواح الشمسية (لقياس درجة الحرارة) أثناء صب الماء عليها، الطريقة تحتاج إلى التحسين حتى تكون موثوقة أكثر، ولكن أعجبني حماس ذلك الشاب بعمل التجربة فوق سطح - قد يكون منزله - وبأدوات بسيطة جدا. لخصت تجربته مدى كفاءة تبريد الألواح الشمسية بصب الماء عليها، وهذا ما يتفق مع الأبحاث العلمية المنشورة.
HUSSAINBASSI@